地統(tǒng)計學(xué)理論在土壤水分監(jiān)測系統(tǒng)上的應(yīng)用
來源： http://m.youping.net 更新時間：2012-11-30 14:08:56 閱讀次
地統(tǒng)計學(xué)理論及其應(yīng)用
地統(tǒng)計學(xué)(Geo一statisties)是20世紀(jì)60年代在法國著名統(tǒng)計學(xué)家G.Matheron的大量理論研究工作基礎(chǔ)上形成的一門新的統(tǒng)計學(xué)分支。地統(tǒng)計學(xué)是以區(qū)域化變量理論為基礎(chǔ),以變異函數(shù)為主要工具,研究那些在空間分布上既有隨機(jī)性又有結(jié)構(gòu)性,或空間相關(guān)和依賴性的自然現(xiàn)象的科學(xué)。由于它首先是在采礦學(xué)、地質(zhì)學(xué)等地學(xué)領(lǐng)域中發(fā)展和應(yīng)用,因此得名地統(tǒng)計學(xué)，地統(tǒng)計學(xué)理論在土壤水分監(jiān)測系統(tǒng)中得到很好的運用。
在70年代以前,地統(tǒng)計學(xué)的應(yīng)用基本局限在地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域。隨后被應(yīng)用于土壤學(xué)和水資源研究。工B.Campben在研究兩個土壤制圖單元中砂粒含量和pH空間變異時,首先采用地統(tǒng)計學(xué)。Burgess等圈調(diào)、BurmughI33,刊、Websterl3N、Trangmar閱等將地統(tǒng)計學(xué)應(yīng)用于土壤調(diào)查、制圖及土壤空間變異性研究,Burrough,Webster等人的研究成為地統(tǒng)計學(xué)在土壤空間變異性研究中應(yīng)用最成功的范例。他們的研究結(jié)果表明,地統(tǒng)計學(xué)既可以用來定量分析土壤性質(zhì)的空間分布,也可用于確定土壤空間變異的尺度,以提高田間采樣的有效性,是土壤空間變異性研究的有效方法。因此,凡是要研究空間分布數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)性和隨機(jī)性,或空間相關(guān)性和依賴性,或空間格局與變異,并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行最優(yōu)無偏內(nèi)插估計,或要模擬這些數(shù)據(jù)的離散性、波動性時,均可應(yīng)用地統(tǒng)計學(xué)的理論及相關(guān)的方法網(wǎng)。國際上自20世紀(jì)70年代起,就開始了土壤理化性質(zhì)的空間變異性研究。
我國的無線墑情監(jiān)測系統(tǒng)空間變異技術(shù)研究起步較晚,主要從80年代開始研究土壤參數(shù)的變異性,在土壤質(zhì)地、容重、飽和含水量、表層土壤的團(tuán)聚體穩(wěn)定性、速效磷、速效鉀、氮素等物理性質(zhì)的空間變異研究方面取得了眾多成果I別1]。地統(tǒng)計學(xué)對于土壤研究的主要貢獻(xiàn)在于它對土壤空間變異結(jié)構(gòu)的分析及其在空間局部估計中的運用。并在土壤調(diào)查過程中提供了從取樣設(shè)計、誤差估計到成圖的理論和方法,這種方法已被證明具有較大的優(yōu)越性。土壤特性的空間變異是引起作物生長空間變異性的基礎(chǔ)原因之一,掌握土壤與作物生長之間空間變異性的禍合規(guī)律,進(jìn)行土壤各特性值空間變異的響應(yīng)性分析,據(jù)此利用農(nóng)業(yè)信息技術(shù),開展有針對性的田間管理,將為精確農(nóng)業(yè)(PreeisionA幼culture)的實施提供理論基礎(chǔ)。土壤空間變異的研究,可以為提高田間信息采集精度,減少采樣數(shù)目和降低采樣成本提供理論基礎(chǔ)和方法指導(dǎo);同時,通過研究不同尺度下土壤特性的尺度效應(yīng),闡述其空間變異尺度效應(yīng),實現(xiàn)不同空間尺度間的轉(zhuǎn)化,為進(jìn)一步提高田間采集信息的效率和改善農(nóng)田的精細(xì)管理提供理論依據(jù)。
地統(tǒng)計學(xué)(Geo一statisties)是20世紀(jì)60年代在法國著名統(tǒng)計學(xué)家G.Matheron的大量理論研究工作基礎(chǔ)上形成的一門新的統(tǒng)計學(xué)分支。地統(tǒng)計學(xué)是以區(qū)域化變量理論為基礎(chǔ),以變異函數(shù)為主要工具,研究那些在空間分布上既有隨機(jī)性又有結(jié)構(gòu)性,或空間相關(guān)和依賴性的自然現(xiàn)象的科學(xué)。由于它首先是在采礦學(xué)、地質(zhì)學(xué)等地學(xué)領(lǐng)域中發(fā)展和應(yīng)用,因此得名地統(tǒng)計學(xué)，地統(tǒng)計學(xué)理論在土壤水分監(jiān)測系統(tǒng)中得到很好的運用。
在70年代以前,地統(tǒng)計學(xué)的應(yīng)用基本局限在地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域。隨后被應(yīng)用于土壤學(xué)和水資源研究。工B.Campben在研究兩個土壤制圖單元中砂粒含量和pH空間變異時,首先采用地統(tǒng)計學(xué)。Burgess等圈調(diào)、BurmughI33,刊、Websterl3N、Trangmar閱等將地統(tǒng)計學(xué)應(yīng)用于土壤調(diào)查、制圖及土壤空間變異性研究,Burrough,Webster等人的研究成為地統(tǒng)計學(xué)在土壤空間變異性研究中應(yīng)用最成功的范例。他們的研究結(jié)果表明,地統(tǒng)計學(xué)既可以用來定量分析土壤性質(zhì)的空間分布,也可用于確定土壤空間變異的尺度,以提高田間采樣的有效性,是土壤空間變異性研究的有效方法。因此,凡是要研究空間分布數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)性和隨機(jī)性,或空間相關(guān)性和依賴性,或空間格局與變異,并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行最優(yōu)無偏內(nèi)插估計,或要模擬這些數(shù)據(jù)的離散性、波動性時,均可應(yīng)用地統(tǒng)計學(xué)的理論及相關(guān)的方法網(wǎng)。國際上自20世紀(jì)70年代起,就開始了土壤理化性質(zhì)的空間變異性研究。
我國的無線墑情監(jiān)測系統(tǒng)空間變異技術(shù)研究起步較晚,主要從80年代開始研究土壤參數(shù)的變異性,在土壤質(zhì)地、容重、飽和含水量、表層土壤的團(tuán)聚體穩(wěn)定性、速效磷、速效鉀、氮素等物理性質(zhì)的空間變異研究方面取得了眾多成果I別1]。地統(tǒng)計學(xué)對于土壤研究的主要貢獻(xiàn)在于它對土壤空間變異結(jié)構(gòu)的分析及其在空間局部估計中的運用。并在土壤調(diào)查過程中提供了從取樣設(shè)計、誤差估計到成圖的理論和方法,這種方法已被證明具有較大的優(yōu)越性。土壤特性的空間變異是引起作物生長空間變異性的基礎(chǔ)原因之一,掌握土壤與作物生長之間空間變異性的禍合規(guī)律,進(jìn)行土壤各特性值空間變異的響應(yīng)性分析,據(jù)此利用農(nóng)業(yè)信息技術(shù),開展有針對性的田間管理,將為精確農(nóng)業(yè)(PreeisionA幼culture)的實施提供理論基礎(chǔ)。土壤空間變異的研究,可以為提高田間信息采集精度,減少采樣數(shù)目和降低采樣成本提供理論基礎(chǔ)和方法指導(dǎo);同時,通過研究不同尺度下土壤特性的尺度效應(yīng),闡述其空間變異尺度效應(yīng),實現(xiàn)不同空間尺度間的轉(zhuǎn)化,為進(jìn)一步提高田間采集信息的效率和改善農(nóng)田的精細(xì)管理提供理論依據(jù)。
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